单片机路灯电缆防盗报警系统设计+源程序+电路图(3)

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1.3 存在的问题及需要解决的难题

方案1、2、3在理论上都能满足一定的使用需求，但是，由于种种因素的制约，其实际使用效果往往差强人意，目前还没有哪一个产品可以大范围的推广，这几种电缆防盗报警方案都存在一定的问题。

方案1存在的问题：

1）安全隐患比较大。人为的制造了漏电，所以极易引发安全事故，危险性大，得不偿失；

2）其初始值很难确定。一般输电线铺设的环境都在环境严酷的野外，这样会加速输电电缆报废速率；同时线路在施工搬运时也会遭到损坏，从而导致输电线漏电，或者输电线因为气候情况，间断的漏电；又或者随着时间不同，线路漏电状况也随机出现，所以这些不确定性导致特定值很难准确设置。实际使用中，常常是根据当前环境设定的数值，过一段时间就会有很大偏差。

3）当路灯断电时，则无法监测其状态。

方案2存在的问题：

1）不适合断电报警。电力载波的末端需要时时供电才能正常运行，而电缆白天是没有电的，所以需要安装额外的供电电源来满足末端需要，一般选用锂电池。锂电池的标准寿命一般在充放电300次，计算下来其正常使用寿命为10个月，此时的维护量、维护成本和虚警数量会使用户难以接受。

2）不适合长距离监测。电波都会随距离衰减，电力载波信号强度可用的最大距离有500m，而如今城市路灯输电线路大多都在千米以上，这样线路上会有很多路灯，导致整个线路中电路补偿电容数量非常大，这些电容会大量吸收载波，严重影响了系统正常的通信需要。

3）易产生虚警报。因为城市一般生活用电与和企业工厂用电不同，但是通过同一条输电电缆传输，导致线路上各种杂波信号交叉混合，当某种杂波信号触发系统判断断线警报，就发生了虚假报警，严重干扰了管理人员的正常工作。

方案3存在的问题：

1）此方案只适用晚上路灯电缆有电时。

2）系统第一次使用时，需要巨大的成本，而且安装工程量大，例如：线路终端的通讯设备的购置和安装、终端的安全防卫措施、维护检修等。

综上所述，已存在的研究结果所具有的问题有：虚警、系统易受干扰、不能全天候检测、监测距离有限和成本较高等，本项目将在这些难点进行突破。

1.4 路灯电缆防盗报警系统主要研究内容

根据收集的资料以及对路灯线路结构的了解，理想的路灯防盗报警系统应该满足以下要求：

（1）系统工作时，不需要在远端加装额外的供电设备

（2）系统的运转与否与路灯是否供电无关

（3）系统的工作不受路灯电缆距离限制

（4）系统末端应该加装通讯装置，便于自动报警

（5）系统可以最大限度防止虚警

本系统的研究就是要基本解决上面的问题。首先是系统可监控范围的问题，城市路灯电缆范围根据城市规模和铺设规模而定，从几百米到几千米，监测范围较大，使用电力载波等靠输电线传输信号的方案，必须在一定的距离上安装信号中继装置，防止信号衰减，但是这样又增加了安装难度和成本，若使用普通的无线电传输，信号传输在空气中会随气候原因紊乱，所以监测范围的关键在于通信方式的选择，既不能受传输渠道的限制影响稳定性，又不能增加系统使用成本。其次，是系统不受电缆通电状态影响的问题，路灯电缆的标准交流电压220V，开灯时间19：00--23：00/06:00,关灯时间内电缆上没有任何电压，对于报警系统，怎么实现白天电缆被盗割时的监测是关键问题，此时我们的末端装置需要供电，电缆也需要低消耗电流来显示其状态，同时，因为断电前后，电缆电压不可能一样，所以还要解决断电前后首末段切换信息的交流问题，最后这些还得兼顾成本问题。还有，系统交互性以及人性化设计问题，根据智能化的设计要求，系统必须实时监测路灯电缆状态，一旦路灯电缆被盗割，系统必须做出准确快速的反应，同时，电缆信息可以与用户交互，用户可以通过一定方式获得它，系统还需要有人性化的操作界面来方便使用。还有，系统防虚警问题，虚警是指在电缆没有被盗割时，系统错误的发出了报警信息；造成虚警的原因很多，如：杂波信号、气候、电缆正常断电、系统不稳定等，这些原因可以分为系统内因和系统外因，前者考虑硬件设计时用光电隔离等方法解决，后者在程序设计时使用防死机程序解决。最后，安全问题，本系统必须用到继电器、7805模块、单片机等元器件，虽然继电器原理上可以承受220V交流电，但是实际应用中，若是电路中路灯很多，并连起来的路灯会使首端电流非常大，这样继电器很容易发热，甚至烧坏；后者对电流电压的限制很多，而且7805使用时很容易发热，这就要求在原理设计时避免继电器串入电缆，电路板布局要有利于散热。